㈠ 双氧水的生产流程图是什么
【别名】双氧水
【性质】无色、无臭的透明液体。密度(25℃)1.4422g/cm3,固体密度(-20℃)1.70 g/cm3。熔点-0.41℃,沸点150.2℃。溶于水、乙醇、乙醚,并能与它们任何比例混和,呈弱酸性。极不稳定,受光照射,遇热、接触金属杂质或粗糙活性表面,以及在碱性条件下均会发生分解,生成水和氧并放热。
过氧化氢在不同情况下,有氧化作用和还原作用。能氧化许多无机或有机化合物,也能还原某些强氧化剂。能与某些无机或有机化合物发生取代反应,生成过氧化物,也能加合在其他分子上生成过氧化氢加合化合物。
在酸性条件下较稳定、有腐蚀性。高浓度的过氧化氢能使有机物燃烧,与二氧化锰反应能发生爆炸。
贮存时防止分解,需加入少量稳定剂。
【用途】过氧化氢时基本化工原料之一,用途广泛。主要用作氧化剂、漂白剂、消毒剂和脱氧剂。化学工业中用于制取无机或有机过氧化物及环氧化合物。轻工业中用于棉、毛、麻、纺织品、合成纤维、纸浆、毛皮油脂及革制品等的漂白,也用于半导体的清洗、食品的漂白和防腐,金属电镀液的处理,泡沫橡胶和多孔建筑材料的发泡剂。医药工业中用作杀菌剂。用于污水处理时,对含氰、含亚硝酸盐废水具有解毒作用。高浓度的过氧化氢可作为火箭燃料和氧源。
【生产方法】有电解法和自动氧化法两类。
1、电解法 分为过硫酸铵法、过硫酸钾法和过硫酸法三种。
2、自动氧化法 分为蒽醌法和异丙醇法。
(1)蒽醌法:将烷基蒽醌衍生物溶解于有机溶剂中,在催化剂存在下与氢气作用,生成相应的氢蒽醌,再经氧化,萃取而得产品。
①蒽醌法技术成熟,应用较广泛。异丙醇法发展不多,消耗异丙醇量大。
②蒽醌法因其电耗低,不需贵重金属铂,蒸汽和水的消耗也低,适宜于大规模生产,因而得到广泛采用。
(2)电解法则设备较简单、原料易得、投资较省,只要规模适当,在有电力等条件地区仍可发展。
3、工艺流程:
蒽醌法:
工作液
氢 水
氢化萜松醇
苯 氢 氧 萃 再生
2-乙基蒽醌 化 化 取 净化 过氧化氢
四氢2-乙基蒽醌
空气或氧 苯
以氢化萜松醇和苯(体积比1:1)为溶剂的工作液,含有2-乙基蒽醌(100~110 g/L)和四氢2-乙基蒽醌(70-80 g/L),由定量泵送入装有镍触媒的氢化反应釜中。连续通入氢气,在压力约为0.2~0.3kPa,50~60℃温度下,强烈搅拌进行液相悬浮氢化。氧化液用水进行逆流萃取,得到浓度为27.5~30%(重量)的过氧化氢水溶液,再用苯萃取,净化即得成品。
4、原料消耗定额(27.5%H2O2计)生产一吨产品约消耗:
电解法 蒽醌法
电流效率 84%
水解效率 95%
硫酸(100%) 0.07t
电解电耗量 5400KW·h
总耗电量 5900 KW·h
2-乙基蒽醌 5Kg
氢化萜松醇 5Kg
重芳烃 7Kg
氢气(H290%) 245m3
氧气(O298.5%) 225 m3
硫酸氨(100%) 0.05t
【产品质量标准】GB1616-79
【产品分析】
1、过氧化氢 高锰酸钾滴定法
2、游离酸(以H2SO4计) 氢氧化钠滴定法
3、稳定度 100℃下5h后比较
【毒性防护及贮运】过氧化氢和蒸汽对人体都有较强的刺激作用和腐蚀性。浓度为30%的溶液接触皮肤时,会使之变白并有刺激感。接触眼睛能引起炎症。高浓度过氧化氢对皮肤和眼睛引起灼伤。其蒸汽浓度在50ppm以上时,对眼睛和粘膜有强烈刺激作用,并引起呼吸器官障碍。人体在过氧化氢蒸汽中短时间暴露的浓度界限为75ppm,超过100ppm则有生命危险。接触过氧化氢的部位应用大量水冲洗。
电解法在电解过程中有氢气放出,应将电解槽,密闭并有收集措施,注意勿使车间内的氢气浓度超过爆炸范围9.5~65%(体积)。蒽醌法因使用氢、苯、氢化萜松醇等易燃、易爆并对人体有害物质,必须保持设备密闭和通风良好。生产和搬运时穿戴工作服、口罩、手套。
过氧化氢包装于聚乙烯桶内,容器盖上应有排气孔,外套木箱。属一级无机酸性腐蚀性物品,贮存于阴凉、清洁、通风,温度低于30℃的库房内,隔离热源与火种。不可与有机物或铁、铜、铬等金属及其盐类共贮混运。
本品不宜久存,平时加强检查,发现漏桶及时换桶。失火时可用水、砂或二氧化碳灭火器扑救。
㈡ 不用氢气如何氢化2-乙基蒽醌制氢蒽醌(2-乙基蒽酚)的具体方法
您好:
由邻苯二甲酸酐与乙苯通过弗-克反应制得,也可由1,4-萘醌与2-乙基-1,3-丁二烯经狄尔斯-阿尔德双烯合成及脱氢反应制得。用于制过氧化氢及用作染料中间体,也用作感光树脂的感光剂,光固化树脂催化剂、光降解膜,涂料和光敏聚合引发剂
更多2-乙基蒽酚的理化属性请参阅:http://www.chemmerce.com/substance-389269.html
㈢ 高中化学
绿色化学
当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。
1 化学所面临的挑战
1.1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没
化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。
1.2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰
化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些着名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。
2 绿色化学是应对挑战的必然
科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。
2.1 绿色化学的概念
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。
2.2绿色化学的产生及其背景
当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。
2.3 绿色化学的核心内容
原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的着名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显着优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是:
原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%
如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4 绿色化学的12项原则和5R原则
为了简述了绿色化学的主要观点,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。
Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。
Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。
Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。
为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:
Ⅰ.减量——Rection 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。
Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。
Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。
3 绿色化学的发展前景
3.1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。
3.2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。
3.3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。
3.4.提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。
3.5.环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。
3.6.物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。
3.7.酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。
3.8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。
3.9.计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。
3.10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。
绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
可以的啦